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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft Turbinengehäuse
mit eingegossenen Schaufelträgern
und insbesondere eine Trennebenenverschraubung der Schaufelträger.
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Stand der
Technik
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Bekannte
Turbinengehäuse
enthalten Schaufelträger,
die als Teil des Turbinengehäuses eingegossen
sind. Die Turbinengehäuse
bestehen üblicherweise
aus zwei Halbteilen, einem Oberhalbteil und einem Unterhalbteil,
die in einer Trennebene zusammengefügt sind und dort mittels äusseren Trennflanschen
am Gehäuse,
Bohrungen und Verschraubungen zusammengehalten werden. Im Bereich
der Trennebene zwischen den eingegossenen Schaufelträgern des
Ober- und Unterhalbteils kommt es oft zu Klaffungen und Undichtigkeiten.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass
die von der Trennebenenverschraubung an den äusseren Trennflanschen des Turbinengehäuses aufgebrachte
Flächenpressung aufgrund
der Distanz zum eingegossenen Schaufelträger nur unzureichend bis in
den Trennebenenbereich der Schaufelträger gelangt. Ausserdem tragen Temperatur-
und Druckdifferenzen über
den Schaufelträger
und Leitschaufelreaktionsmomente zu einer weiteren Undichtigkeit
bei. In bekannten Gehäusen dieser
Art sind die eingegossenen Schaufelträger des oberen Halbteils und
jene des unteren Halbteils nicht zueinander fixiert und bilden somit
keine „geschlossene" Struktur.
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Darstellung
der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe gestellt, ein Turbinengehäuse mit
einem Oberhalbteil und einem Unterhalbteil und einem eingegossenen Schaufelträger in jedem
Gehäusehalbteil
zu schaffen, das im Bereich der Trennebene zwischen Ober- und Unterhalbteil
möglichst
minimale Undichtigkeiten und Klaffungen aufweist.
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Diese
Aufgabe ist durch ein Turbinengehäuse mit eingegossenem Schaufelträger gelöst, das
ein Ober- und ein Unterhalbteil sowie einen äusseren Trennflansch mit einer
Verschraubung aufweist, wobei erfindungsgemäss das Turbinengehäuse in der Trennebene
zwischen Ober- und Unterhalbteil im Bereich des eingegossenen Schaufelträgers eine
Verschraubung aufweist, die in der gleichen Richtung wie die Verschraubung
am äusseren
Trennflansch des Turbinengehäuses
ausgerichtet ist. Dadurch wird im Bereich des Schaufelträgers eine
im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Flächenpressung
erreicht, die Undichtigkeiten vermindert. Zusätzlich sind Ober- und Unterhalbteil
im Bereich des Schaufelträgers
aufeinander ausgerichtet und fixiert.
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Die
Schaufelträgerverschraubung
weist erfindungsgemäss
am Gehäuseoberhalbteil
und Gehäuseunterhalbteil
je Verschraubungseingüsse
auf, die sich in der gleichen Richtung wie die äussere Trennflanschverschraubung
des Gehäuses
erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sie sich senkrecht zur Längsachse
der Turbine. An einem ersten der beiden Gehäusehalbteile weist jeder Verschraubungseinguss
eine Einsenkung auf, die sich von aussen des Halbteils durch das
Gehäuse
und in den Bereich des Schaufelträgers erstreckt und die Zugänglichkeit
zur Schaufelträgerverschraubung
gewährleistet.
Die Einsenkung mündet
in eine Verschraubungs-Durchgangsbohhrung, die zur Trennebene des
Schaufelträgers
führt.
Die Verschraubungseingüsse
am zweiten der beiden Gehäusehalbteile
sind entsprechend der Position der Verschraubungseingüsse am ersten
Halbteil angeordnet. Sie weisen je ein Innengewinde auf, die bei
Zusammenfügung
der beiden Gehäusehalbteile
koaxial mit den Verschraubungs-Durchgangsbohrungen der Verschraubungseingüsse des
ersten Gehäusehalbteils
angeordnet sind. Eine Schraube wird jeweils durch die Einsenkung
und in die Durchgangsbohrung des Verschraubungseingusses geführt und
mit dem Verschraubungseinguss im zweiten Halbteil verschraubt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Es
zeigen
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1 eine
räumliche
Ansicht eines Turbinengehäuse-Ausschnittes
mit eingegossenem Schaufelträger,
wobei das obere und untere Halbteil des Turbinengehäuses leicht
auseinander dargestellt sind sowie erfindungsgemässe Verschraubungseingüsse, die
in der Trennebene zwischen den Schaufelträgerhalbteilen aufeinander ausgerichtet
sind,
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2 einen
Querschnitt durch die erfindungsgemässe Schaufelträgerverschraubung
mit Verschraubungseingüssen
in Gehäuseoberhalbteil und
Gehäuseunterhalbteil.
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Ausführung der
Erfindung
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1 zeigt
einen Ausschnitt eines Turbinengehäuses 1 mit einer Turbinen-Längsachse 2. Das Turbinengehäuse 1 besteht
aus zwei Halbteilen, einem Oberhalbteil 3 und einem Unterhalbteil 4.
Die zwei Halbteile 3 und 4 sind im geschlossenem
Zustand des Gehäuses
in der Trennebene 5 zusammengefügt. In der Figur sind die Halbteile
leicht auseinander gezeigt zwecks Darstellung der erfindungsgemässen Schaufelträgerverschraubung
in der Trennebene. Das Turbinengehäuse 1 weist einen
eingegossenen Schaufelträger
mit oberen und unteren Halbteilen 6a bzw. 6b auf.
Die Halbteile 6a und 6b sind jeweils mit den Gehäusehalbteilen 3 bzw. 4 einstückig eingegossen.
An der äusseren
Seite weist das Turbinengehäuse 1 am
Oberhalbteil 3 und Unterhalbteil 4 je einen äusseren
Verschraubungsflansch 7a bzw. 7b auf mit Verschraubungs-Durchgangsbohrungen 8a bzw. 8b,
die sich senkrecht zur Turbinenlängsachse 2 erstrecken.
Das Gehäuse 1 wird
mittels Verschraubungen, die durch die Bohrungen 8a, b
angeordnet werden, fest verschraubt.
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Gemäss der Erfindung
weist der eingegossene Schaufelträger 6a, 6b jedes
Gehäusehalbteils im
Bereich der Trennebene 5 jeweils Verschraubungseingüsse 9a bzw. 9b auf.
In diesem Fall weist der Schaufelträger 6b des unteren
Gehäusehalbteils 4 zylindrisch
geformte Verschraubungseingüsse 9b mit
je einer Gewindebohrung 10 auf. Die Eingüsse 9b und
Gewindebohrungen 10 erstrecken sich bis zur Trennebene 5 und
haben eine Länge,
die für
eine Verschraubung mittels Innengewinde zweckmässig ist. Der Schaufelträger 6a des
oberen Gehäusehalbteils 3 weist
Verschraubungseingüsse 9a mit
je einer Verschraubungs-Durchgangsbohrung 11 auf, die sich
von der Trennebene 5 bis zu einer Öffnung 12 an der äusseren
Oberfläche
des Gehäuseoberhalbteils 3 erstreckt.
Die Gewindebohrungen 10 und die Verschraubungs-Durchgangsbohrungen 11 sind
aufeinander usgerichtet, indem ihre zentralen Längsachsen 13 bei einer
Verschraubung der Gehäusehalbteile 3 und 4 miteinander übereinstimmen.
Die Verschraubungs-Durchgangsbohrungen 11 sind in einem
ersten Bereich von der Trennebene 5 in Richtung Oberfläche des
Gehäusehalbteils
für die
Aufnahme einer Schraube dimensioniert. In einem zweiten Bereich sind
sie beispielsweise zylindrisch oder konisch als Einsenkung ausgebildet
und dienen als Zugang zur Verschraubung des Schaufelträgers.
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2 zeigt
die Verschraubung der Schaufelträgerhalbteile 6a und 6b mittels
den Verschraubungseingüssen 9a und 9b.
Der Verschraubungseinguss 9a des Oberhalbteils weist eine
Einsenkung, die sich von einer Öffnung 12 an
der äusseren
Oberfläche
des Gehäuses
leicht konisch in Richtung der Trennebene 5 erstreckt,
und die Verschraubungs-Durchgangsbohrung 11 auf, die sich
bis zur Trennebene 5 erstreckt. Der Verschraubungseinguss 9b am
unteren Halbteil des Schaufelträgers 6b erstreckt
sich von der Trennebene 5 über eine einer Schraubenlänge angepassten
Distanz und weist die Gewindebohrung 10 auf. Bei der Verschraubung
des Gehäuses
und Fixierung der Schaufelträgerhalbteile zueinander
wird eine Schraube durch die Einsenkung mit Öffnung 12 in eine
Verschraubungs-Durchgangsbohrung 11 des Verschraubungseingusses 9a geführt und
mit dem Innengewinde des Eingusses 9b fest verschraubt.
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Erfindungsgemäss sind
entweder die Einsenkungen mit Durchgangsbohrungen 11 am
oberen Schaufelträger 6a und
die Gewindebohrungen 10 am unteren Schaufelträger 6b angeordnet,
sodass die Verschraubung von oben zugänglich ist, oder die Einsenkungen
sind am unteren Schaufelträger 6b und die
Gewindebohrungen am Schaufelträger 6a angeordnet.
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- 1
- Turbinen-Innengehäuse
- 2
- Turbinenlängsachse
- 3
- Gehäuse-Oberhalbteil
- 4
- Gehäuse-Unterhalbteil
- 5
- Trennebene
- 6a
- eingegossenere
Schaufelträger
am Oberhalbteil
- 6b
- eingegossenere
Schaufelträger
am Unterhalbteil
- 7a
- äusserer
Flansch am Oberhalbteil
- 7b
- äusserer
Flansch am Unterhalbteil
- 8a
- Bohrungen
am Oberhalbteil
- 8b
- Bohrungen
am Unterhalbteil
- 9a
- Verschraubungseinguss
am Oberhalbteil
- 9b
- Verschraubungseinguss
am Unterhalbteil
- 10
- Gewindebohrung
- 11
- Verschraubungs-Durchgangsbohrung
- 12
- Öffnung
- 13
- Längsachse
der Verschraubungs-Durchgangsbohrung und der
- Gewindebohrung
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